Воздуходувка советских времен обслуживающие очистные сооружения. Воздуходувки для аэрации при очистке сточных вод. Классификация воздуходувного оборудования
Аэрация сточных вод - насыщение жидкости кислородом, дающим жизнь бактериям, которые перерабатывают токсины, органические вещества, образуя ил. Потоки пузырьков создаются диффузорами, устанавливаемыми на дне очистного водоема.
Требуются большие объемы сжатого воздуха при непрерывном режиме работы оборудования, обеспечить который могут - воздуходувки для аэрации.
Требования к оборудованию
Компрессоры для очистных сооружений подбираются исходя из следующих условий:
- Первое, на что следует обратить внимание выбирая компрессор, это глубина водоема. Каждые 10 м столба жидкости создают давление 1 бар. Соответственно, воздуходувка для очистных сооружений, должна создавать рабочее давление достаточное для закачивания воздуха на уровень дна. Как правило, глубина очистных сооружений не превышает 7 метров (0,7 бар - 70 кПа), таким образом, для аэрации подходят большинство моделей центробежных и ВРМТ воздуходувок выпускаемых ООО «Термомеханика».
- Производительность, которая рассчитывается исходя из размера водоема, количества и характеристик диффузоров. Объем требуемого воздуха, может быть от 100 до 50 тысяч кубов в час.
- «чистота». Воздух не должен содержать примеси смазывающих охлаждающих жидкостей, которые отрицательно скажутся на жизнедеятельности бактерий.
- Простота и надежность. Компрессору низкого давления предстоит работать в безостановочном режиме. Для аэрации воды, подходят машины с прямым приводом от вала двигателя, без редукторов и клиноременных передач. Центробежные воздуходувки завода Тремомеханика, имеют ресурс более 100 тысяч часов непрерывной работы.
- Малошумность. Все большее распространение получают небольшие очистные сооружения, обслуживающие поселки частных домовладений, коммерческие предприятия. Близость к жилью, исключает использование оборудования, превышающего санитарные нормы по уровню шума. Акустические показатели вихревых и центробежных нагнетателей Термомеханика, лежат в диапазоне 50-75дБ, что полностью соответствует требованиям СанПиН.
- Экономичность. Энергопотребление напрямую зависит от КПД и мощности двигателя нагнетателя. Воздуходувки роторные для аэрации имеют более высокий коэффициент полезного действия, однако, «прожорливые» вихревые, обладают преимуществом по шумности, надежности и чистоте закачиваемого воздуха
Для того, что бы не переплачивать за электроэнергию, нужен точный расчет достаточного количества воздуха в единицу времени, зная которое, выбирается воздуходувка определенной производительности.
Использование систем автоматического контроля, также позволяет уменьшить время работы двигателя, а соответственно и счета за электричество.
Как выбрать
Что бы купить оптимальный тип и модель воздуходувки, минимизировать затраты на аэрацию сточных вод, позвоните в отдел продаж завода Термомеханика, либо закажите обратный звонок в удобное время.
Сервисный инженер выполнит предварительные расчеты расхода воздуха, предложит оборудование наиболее подходящее к конкретной ситуации.
Цены на продукцию озвучиваются по запросу клиента, после согласования модели воздуходувки, либо технического задания на проектирование установки.
Воздуходувки для очистных сооружений применяются для проведения двух технологических процессов:
- Для проведения аэрации. Процесс аэрации представляет собой форсированное насыщение сточных вод воздухом для стимулирования размножения аэробных бактерий. Эти полезные бактерии разлагают биомассу, содержащуюся в воде, на метан и диоксид углерода. Такой процесс происходит на всех крупных сооружениях в России. Зависимо от объема поступающих стоков интенсивность аэрации меняется регулированием производительности воздуходувок.
- Удаление биогаза, образуемого в результате разложения бактериями органических веществ, содержащихся в сточных водах. Биогаз, состоящий из метана и диоксида углерода откачивается воздуходувкой из цистерн и доставляется потребителю.
Для решения поставленных задач АО «ЦЕПРИКОН» предлагает два типа воздуходувок для очистных сооружений: роторные и винтовые. С их помощью вы сможете решить все поставленные задачи в самые кратчайшие сроки. Сотрудники нашей компании могут подобрать воздуходувки для очистных сооружений непосредственно по техническому заданию клиентов.
Технические характеристики
Модульное исполнение
В отдельных случаях, когда у Заказчиков отсутствует отдельное помещение для установки воздуходувок, наша компания предлагает решить эту задачу смонтировав оборудование в блок-контейнеры. В этом случае вы получаете автономно работающую компрессорную станцию по выработке сжатого воздуха низкого давления полностью готовой к эксплуатации. Все системы монтируются внутри контейнера. Для запуска станции необходимо только подвести электричество и вывести сеть подачи воздуха к общему коллектору.
Как заказать оборудование
Если вам необходима воздуходувка для очистных сооружений, и вы готовы его купить, наша компания имеет возможность поставить его Вам на выгодных условиях. АО «ЦЕПРИКОН» является поставщиком данного оборудования на территории РФ. Сотрудники нашей компании правильно подберут Вам требуемое оборудование, которое будет полностью соответствовать вашему техническому заданию. Кроме этого мы готовы провести монтаж, пуско-наладочные работы и успешно запустить оборудование в эксплуатацию на территории Заказчика. По дополнительному договору наши сервисные инженеры проведут послепродажное сервисное обслуживание компрессоров в течение всего срока эксплуатации оборудования.
Регулирование подачи воздуха в аэротеках на очистных сооружениях – это возможность эффективно экономить электрическую энергию.
Объектом управления является технологический процесс очистки сточных вод с использованием бактерий, содержащихся в активном иле. Сточные воды подаются в секции аэротек, где находится активный ил с бактериями. Для активации бактерий и перемешивания иловой смеси в секции подается воздух от турбовоздуходувок. Контроль за содержанием растворенного кислорода в аэротеках производится лабораторным анализом, на основании которого осуществляется регулирование подачи воздуха в аэротеки системой запорной арматуры в ручном режиме.
Данная система является сложной с точки зрения требований к алгоритмам управления по причине влияния большого числа факторов:
Количество подаваемого кислорода;
Неоднозначности поведения биологической системы активного ила;
Температуры окружающей среды;
Степени концентрации в сточной воде загрязняющих веществ и других сооружениях.
В общем, описание подобных систем не укладывается в традиционные модели теории автоматического регулирования из-за факторов, учет влияния которых прогнозировать почти невозможно. Например, плотность воздуха и сжимаемость воздуха существенно зависят от температуры, а поэтому и контуры регулирования подачи воздуха необходимо перестраивать в зависимости от условий окружающей среды.
Непрерывный контроль концентрации растворенного кислорода в аэротеках – залог качественной очистки и снижения расхода электроэнергии на воздуходувках. Имевшееся оборудование на предприятии (турбовоздуходувки ТВ-175) и метод лабораторного измерения концентрации растворенного кислорода морально устарели и создают проблему высокой нестабильности и перерасхода электрической энергии
На сегодняшний день наиболее совершенным является автоматический регулятор в комплексе с аэроционным нагнетателем для биологической обработки стоков и системой непрерывного измерения кислорода. Регулирование производительности таких установок осуществляется по средствам диффузорного направляющего аппарата с регулируемыми лопатками или входного направляющего аппарата с предварительной закруткой потока, а возможна также комбинация двух названных систем. Система непрерывного измерения кислорода, включающая в себя первичный преобразователь с датчиком, погружающимся в воду, а также вторичного преобразователя, использующего современную технологию микропроцессорной обработки сигнала, формирует сигнал в соответствие с концентрацией растворенного кислорода, который поступает в установку по нагнетанию воздуха и далее автоматически происходит изменение количества воздуха, поступающего в аэротеки.
В соответствие с методикой расчета удельного расхода воздуха на объем поступающих стоков, определено количество воздуха, подаваемого в аэротеки – 18030 м 3 /ч.
Произведем расчет удельного расхода воздуха на объем поступающих стоков 28000 м 3 /сут.
Удельный расход воздуха
где: q 0 – удельный расход кислорода воздуха, на 1мг снятой БПК- полной.
Для полной очистки БПК20 принимается 1,1.
К 1 – коэффициент, учитывающий тип аэротека, принимаем 2,0 для первой очереди, 1,95 – второй очереди;
К 2 – коэффициент зависящий от глубины погружения аэратора:
2,08 = первая очередь;
2,92 – вторая очередь
К т - коэффициент, учитывающий температуру сточных вод
К т = 1+0,02·(T w -20), где: T w средняя температура воды за летний период;
К 3 – коэффициент качества воды, принимается для городских сточных вод 0,85.
С а – растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л;
Таблицам растворенности кислорода воздуха в воде Lex – БПК 20 очищенной сточной воде с учетом снижения БПК при первичном отстаивании. Данные по БПК 20получены из информации о качественном составе нормативно-очищенных сточных вод, испытательной лабораторией КЖУП «Уником»: БПК пол.пост. 53,9 мг/л, БПКпол.очищ. 5,1 мг/л.
К т = 1+0,02 · (22,1-20)=1,042
С а = 1+· С т, где: Н – глубина погружения аэраторов, м;
С т – растворимость кислорода в воде. (Принимаем по таблице 27, Василенко. Водоотведение. Курсовое проектирование).
Саl = 1+· 8,83 = 10,12
q airl = 1,1· = 18,75
q airll = 1,1· = 12,16
Суточный расход воздуха по удельному расходу,определим по формуле:
Q = q air + q ср.сут. , м 3 /сут,
где: q air -удельный расход воздуха;
q ср.сут - среднесуточный расход сточных вод, поступающих на очистку, м 3 /сут (28000 м 3 /сут).
Q I = 18,75·14000 = 262500 м 3 /сут
Q II = 12,16 · 14000 = 170240 м 3 /сут
Определим часовой расход воздуха
Q 4 I = =10938 м 3 /ч
Q 4 II = =7093 м 3 /ч
Общий расход равен
О р = Q 4 I + Q 4 II = 10938 + 7093 = 18031 м 3 /ч
Таким образом, необходимое количество воздуха, подаваемое на аэротеки составит 18031 м 3 /ч.
В настоящий момент установлено следующее нагнетательное оборудование:
1. турбовоздуходувка ТВ-175 производительностью 10000 м 3 /ч – 2 шт.
2. турбовоздуходувка ТВ-80 производительностью 6000 м 3 /ч – 2 шт.
3. турбовоздуходувка ТВ-80 производительностью 4000 м 3 /ч – 2 шт.
Для получения расчетного удельного расхода воздуха необходимо включать минимум две воздуходувки: одну воздуходувку ТВ-175 с установленной электрической мощностью 250 кВт и одну воздуходувку ТВ-80 с установленной электрической мощностью 160 кВт при номинальной нагрузке.
Учитывая физический и моральный износ нагнетательного оборудования, работающего с 1983 года, предлагается установить одноступенчатый центробежный компрессор с многолопастным открытым рабочим колесом турбинного типа в комплексе с системой регулирования подачи воздуха при помощи линейных сервомоторов с ниже перечисленными требованиями и показателями технологического оборудования:
Исходные данные
Для обеспечения подачи воздуха в количестве 12000 м 3 /ч необходимо включать две воздуходувки ТВ-80 суммарной мощностью 320 кВт.
Установленная электрическая мощность действующего технологического оборудования – 320 кВт - при 12000 м 3 /ч
Установленная электрическая мощность нового технологического оборудования – 315 кВт - при 16000 м 3 /ч, а при 12000 м 3 /ч - 249 кВт.
Определяем годовую экономию электрической энергии при установке новогооборудования:
Э э = (320 - 249) ·0,75 · 24 · 365 · 10 -3 = 466 тыс.кВт·ч или 130,5 т у.т
Стоимость сэкономленного топлива при цене 1 т у.т.=210$ (по данным департамента по энергоэффективности):
С = 130,5 · 210 = 27405 $ = 232942,5 тыс. р.
Срок окупаемости мероприятия:
где К – капиталовложения в мероприятие, 2000000 тыс. р.;
C – экономия от внедрения мероприятия, тыс. р.;
Т = == 8,6 года.
Примечание: Уточнение всех сумм капиталовложений по внедрению предложенных мероприятий и сроков окупаемости производится после разработки проектно сметной документации
В настоящее время наше коммунальное хозяйство испытывает определенные трудности. Приходят в упадок коммуникации, ухудшается качество очистки промышленных и бытовых стоков. Поэтому достаточно часто требуется реконструкция и модернизация очистных сооружений и хозяйственных коммуникаций на базе новых технологий.
При реконструкции существующих очистных сооружений основным условием является оптимизация капитальных затрат, достижение эффективной работы всех технологических участков и снижение затрат на эксплуатацию. Одним из способов повысить эффективность предприятий является применение энергосберегающих технологий и высококачественного оборудования.
Не секрет, что основные эксплуатационные затраты на очистных сооружениях это затраты на электроэнергию, львиную долю которых составляют затраты на аэрацию.
Для достижения максимальной эффективности и снижения затрат на электроэнергию, связанных с процессами аэрации необходимо грамотно подойти к выбору .
В связи с тем, что на очистные сооружения стоки поступают неравномерно необходимо уменьшать или увеличивать подачу воздуха для аэрации в зависимости от концентрации растворенного в нем кислорода. Для минимизации затрат на электроэнергию, необходимую для работы воздуходувок для очистных сооружений , необходимо регулировать производительность воздуходувных агрегатов в зависимости от потребности в кислороде. Воздуходувная станция должна иметь достаточно широкий диапазон регулирования и подавать в систему необходимое количество воздуха с минимальными затратами на электроэнергию, тем самым экономя не малые средства на оплату дорогостоящей электроэнергии. Этого можно достичь путем грамотного подбора воздуходувок KAESER .
Ряд очистных сооружений имеют усреднительные бассейны, обеспечивающие равномерную подачу сточных вод для последующей очистки, и казалось бы, в этом случае нет необходимости в регулировании подачи воздуха на аэрацию, но существует множество других факторов, которые влияют на подачу необходимого количества воздуха. Основным фактором, влияющим на изменение подачи воздуха, является температура.
Плотность воздуха и концентрация растворенного в нем кислорода существенно зависят от температуры. Учет этого, а именно, настройка изменения подачи воздуха на аэрацию по температуре окружающей среды является мощным потенциалом экономии электроэнергии.
Грамотный подбор воздуходувок для очистных сооружений является залогом будущей экономии предприятия, высокоэффективного производства за счет существенного снижения эксплуатационных затрат. Конфигурация воздуходувной станции напрямую зависит от условий эксплуатации. При подборе воздуходувок для очистных сооружений необходимо учитывать все: влажность воздуха, высоту над уровнем моря в месте установки воздуходувки, температуру окружающего и всасываемого воздуха, потери давления в воздушной сети.
Учесть все эти факторы и правильно подобрать воздуходувку помогает специальное программное обеспечение.
Воздуходувки для очистных сооружений KAESER имеют отличную от других воздуходувок конструкцию, позволяющую устанавливать их вплотную друг к другу (обслуживание осуществляется с фронтальной стороны агрегата), благодаря этому агрегатам требуется существенно меньше площади для установки.
Более того воздуходувки для очистных сооружений могут быть изготовлены в исполнении для эксплуатации вне помещения и размещаться непосредственно на улице, вблизи аэротенка. Таким образом нет необходимости в строительстве или реконструкции помещения для размещения воздуходувной станции, а так же последующих затрат связанных с эксплуатацией помещения.
Установка воздуходувок для аэрации на улице , непосредственно около аэротенка позволяет избежать затрат не только на строительство помещений для размещения агрегатов, но и существенно уменьшает длину пневмомагистрали. В этом случае воздуходувки для аэрации работают еще более эффективней, так как практически отсутствуют потери давления на магистрали и для подачи необходимого количества воздуха требуется меньше приводной мощности.
Применяя системный подход к подбору воздуходувок для очистных сооружений , учитывая все факторы, влияющие на процесс подачи воздуха можно достичь желаемого результата, существенно снизить эксплуатационные затраты и повысить энергоэффективность объекта.
Компрессор низкого давления или воздуходувка - оборудование, предназначенное для подачи воздуха под давлением в систему биологической очистки воды. Очистные сооружения с помощью кислорода, нагнетаемого воздуходувными станциями, ускоряют разложение органики аэробными бактериями. Аэрация воздухом способствует разложению биологических загрязнений активным илом. Аэротенк служитреактором биологической очистки воды.
Подача сжатого воздуха в биологическую очистку
Аэробные бактерии в форме активного ила используются в биологической ступени очистки. Процесс разложения органических соединений основан на окислительно-восстановительных реакциях. Под воздействием активного ила органика распадается на метан и двуокись углерода.. При этом бактерии размножаются. Чем больше в воде кислорода, тем быстрее усваиваются биоматериалы.
Воздух подаётся в преаэратор, где барботирует с активным илом и поступает в аэротенк. Часть ила из вторичных отстойников в регенераторе после обработки воздухом восстанавливает активность и поступает в аэратор. Основной поток сжатого воздуха направляется в аэротенк или на биофильтры с аэрацией, в зависимости от выбранной схемы. Итак,воздуходувка работает на биологической ступени, активируя аэробные бактерии. Только в условиях водной среды с избытком кислорода происходит биологическая очистка на 98%.
Эффективность работы аэротенка зависит от правильного подбора воздуходувки по типу и производительности.
Классификация воздуходувного оборудования
Воздуходувные станции должны обеспечить поступление кислорода для биологической очистки воды. Требования к воздуходувкам:
- нагнетаемый воздух не должен содержать примеси;
- малая энергоёмкость и лёгкое обслуживание;
- механизмы должны работать бесшумно;
- соответствовать производительности линии;
- иметь регулируемую подачу воздуха, повышая энергоэффективность.
Исходя из критериев, ведется расчёт и подбор агрегатов. Существует два типа установок - погружные и центробежные.
Погружные компрессоры устанавливаются в теле аэротенка на глубине, с обвязкой для контроля и управления всасывающими фильтрами. В толще воды происходит интенсивный отвод тепла от корпуса, подшипниковый узел не нагревается. Компрессор работает надёжнее, межремонтный период в несколько раз увеличивается.
Центробежные системы имеют большую производительность и несколько ступеней сжатия. Они используют принудительную смазку и водяное охлаждение.
По принципу работы установки бывают:
- поршневые;
- винтовые;
- вихревые.
Поршневые установки, сжимают газ в камере, создавая давление. Винтовые или роторные модели компактны, подают в систему чистый воздух без следов масла, работают не шумно и круглосуточно. Роторные модели имеют подшипники вне зоны сжатия, ротор смонтирован на валу.
По сжатию воздуха аппараты бывают низконапорные, но с большей производительностью, или рассчитанные на высокие параметры сжатия с меньшим расходом. Градация необходима при выборе оборудования для аэротенков разной глубины.
Основные энергозатраты очистного оборудования связаны с подачей воздуха в аэротенки. Снижение энергетической составляющей возможно, если использовать установки с регулируемым расходом и компрессией.
Производители компрессоров достоинство и недостатки оборудования
Управляемые промышленные воздуходувки подтвердили эффективность быстрой окупаемостью. Основным поставщиком оборудования является компания Siemens. В России до 80% нерегулируемых установок энергозатратны. Окупаемость новых управляемых установок за 2-4 года с ежегодной экономией до 35% электроэнергии. Компания отдаёт их на лизинговых условиях. Регулируемые воздуходувки предлагает российская компания «Эканит» по более низким ценам.
Давний разработчик и производитель компрессоров, литовская компания Vienybe предлагает большой выбор ротационных, вихревых компрессоров. Выбор моделей обширный, и отвечает современным запросам.
Для доочистки питьевой воды в системе водоподготовки подача воздуха ускорит процесс барботирование воздухом. Оборудование поставляет компания «ЭкоТехАвангард». Воздуходувки на давление 1 бар называются низкобарными, и выпускаются как оборудование для ВОС.
Зарубежные представители предлагают компрессорное оборудование:
- EPU Systems специализируется на погружных моделях EVW;
- итальянские компрессоры марки Robuschi характеризуются большой производительностью и качеством рабочих поверхностей;
- японские модели Hiblow компактны, экономичны и надёжны, используются новые технологии;
- немецкое оборудование компании Becker создает компактные надёжные модели, отвечающие современным требованиям.
Подбор воздуходувки при реконструкции очистных сооружений
Задачей реконструкции производства является замена отработавших агрегатов современным, экономически выгодным. Воздуходувка должна отвечать запросам:
- повышение производительности аэротенка без увеличения объёмов;
- встроить управление регулируемой воздуходувкой в автоматизированный процесс;
- уменьшить расход энергии на подачу воздуха.
Оборудование подбирается с учетом новых разработок производителей.
- использование мелкопузырчатого барботирования;
- замена воздуходувок на погружные автоматизированные системы;
- установка компрессоров низкого давления.
В процессе модернизации может быть применена схема поэтапной замены компрессоров без остановки производства.
Выбор воздуходувок при новом строительстве
Проектируя биологическую ступень очистных сооружений, исходят из эффективности разложения органических загрязнений. Особенностью процесса является среда, насыщенная кислородом и достаточное количество активного ила. Подача воздуха является неотъёмлемой частью очистки, но самой энергоёмкой. Снизить потребление энергии можно за счёт установки новейших моделей мировых и отечественных разработчиков. Среди предлагаемого оборудования нужно подобрать лучшее по эффективности, цене и качеству.
Подбор воздуходувки осуществляют исходя из расчётного расхода воздуха подаваемого в систему и рабочего давления. Технико-экономическими обоснованиями для выбора служат критерии:
- снижение энергетической нагрузки;
- автоматизация процесса;
- уменьшение затрат на капитальное строительство здания под компрессорное оборудование.
Проект должен отвечать оптимизации процесса и снижению трудозатрат. Именно этот путь предлагается ведущими мировыми производителями. Их модели компактны, экономичны и безопасны в эксплуатации. Новейшие разработки экономят до35% энергии в год, уменьшают эксплуатационные расходы.
Стоимость воздуходувок зависит от использования новых узлов, повышающих функциональность и экономичность модели. Надёжность устройства, материал изготовления рабочих механизмов, тип компрессора - всё имеет цену. Дорогостоящие агрегаты высокого качества имеют длительный срок службы и окупаются в течение 2-4 лет. В долгосрочной перспективе их устанавливать выгодно.
Сопутствующее оборудование при установке воздуходувок
При монтаже воздуходувки в систему биологической очистки потребуются дополнительные элементы управления процессом. В этом случае датчики процесса и исполнительные механизмы заказывают согласно схеме. Разводка воздуха по бассейну выполняется с применением дисковых и тарельчатых аэраторов, устанавливаемых на воздуховоде. Сенсорная панель управления агрегатом с контроллером позволяет регулировать режим работы в ручном и автоматическом режиме.
